(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアの流入口が形成されているリング状の外側部材と、
前記外側部材の内周側に取り付けられており、被測定物を取り囲んで案内するガイド面及び前記流入口に流入したエアを前記被測定物に噴射するノズル口が、内周に形成されているリング状の内側部材と、を備え、
前記内側部材と前記外側部材とは締まり嵌めの状態にあり、
前記内側部材は、単一の部材として製造されており、当該単一の部材に、前記ノズル口と前記ガイド面とが形成されていることを特徴とするエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項２】
前記外側部材と前記内側部材とは、それぞれ熱膨張係数が異なる材質からなる請求項１に記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項３】
前記流入口から流入したエアを前記ノズル口側へと流すための内部流路が、前記外側部材と前記内側部材との間に形成されており、
前記内部流路は、前記外側部材の内周面に形成されている溝と、前記内側部材の平滑な外周面とによって囲まれた空間により構成されている請求項１又は２に記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項４】
前記流入口から流入したエアを前記ノズル口側へと流すための内部流路が、前記外側部材と前記内側部材との間に形成されており、
前記内部流路は、前記内側部材の外周面に形成されている溝と、前記外側部材の平滑な内周面とによって囲まれた空間により構成されている請求項１又は２に記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項５】
前記流入口から流入したエアを前記ノズル口側へと流すための周方向流路が、前記外側部材と前記内側部材との間において周方向に沿って形成されており、
前記周方向流路は、前記外側部材と前記内側部材との間において、リング状である前記内側部材の中心線に沿った方向である軸方向について中心位置に形成されている請求項１から４のいずれか一項に記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項６】
前記内側部材の内周には、対向した配置にある一対の前記ノズル口が形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項７】
前記内側部材の内周には、対向した配置にある一対の前記ノズル口の組みが、複数組み形成されており、
前記複数組みに含まれる全ての前記ノズル口は、リング状である前記内側部材の中心線に沿った方向である軸方向について同じ位置で開口している請求項１〜５のいずれか一項に記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項８】
前記流入口から、対向する一対の前記ノズル口までの間において、前記外側部材及び前記内側部材に形成されているエアが流れる流路には、前記流入口に流入したエアを分岐させる分岐部が含まれ、
当該分岐部で分岐した流路を流れたエアが対向する一対の前記ノズル口から噴射される請求項６又は７に記載のエアマイクロメータの測定ヘッド。
【請求項９】
エアの流入口が形成されているリング状の外側部材と、
前記外側部材の内周側に取り付けられており、被測定物を取り囲んで案内するガイド面及び前記流入口に流入したエアを前記被測定物に噴射するノズル口が、内周に形成されているリング状の内側部材と、を備えたエアマイクロメータの測定ヘッドの、前記内側部材を交換して行われる測定ヘッドの製造方法であって、
前記外側部材の内周側に前記内側部材が締まり嵌めされている測定ヘッドの、前記外側部材の熱膨張又は前記内側部材の熱収縮によって、前記内側部材と前記外側部材とを分解する分解工程と、
前記ノズル口となる部分と前記ガイド面となる部分とを単一の部材に形成して製造した内側部材を、分解した前記外側部材に、焼き嵌め又は冷やし嵌めにより組み立てる嵌合工程と、を備えていることを特徴とするエアマイクロメータの測定ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアマイクロメータの測定ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高精度な仕上げ加工が外周面に施された工作物については、その外径等の寸法を精密に測定することが要求されており、このために、エア（空気）を測定媒体として工作物の外径を測定するエアマイクロメータが用いられている。
外径測定用のエアマイクロメータは、リング状の測定ヘッドの内周に形成されたノズル口から、工作物（以下、被測定物という）の外周面にエアを吹き付け、ノズル口と被測定物の外周面との隙間に応じたエアの流量変化又は背圧変化に基づいて、当該被測定物の外径を測定することができる。
【０００３】
このような外径測定用のエアマイクロメータの測定ヘッドとして、例えば、鋼製のブロックに複数の孔を形成して製造したものが知られている（図１３参照）。この測定ヘッドでは、図１３（ａ）に示しているように、ブロック８０の外周面８０ａから複数の孔８１ａ〜８１ｅが形成されている。このうち内周面８０ｂに貫通する孔８１ａ，８１ｂに、ノズル孔を有するノズル部品８２ａ，８２ｂが嵌め入れられており、また、孔８１ａ〜８１ｅそれぞれの端部に栓部材８３が取り付けられている。
これにより、測定ヘッド内部には、外周面８０ａの一部に形成されたエアの流入口８４からノズル部品８２ａ，８２ｂまでの流路８５が形成され、流入口８４から供給したエアを、流路８５を通じて、ノズル部品８２ａ，８２ｂのノズル口８２ｃ，８２ｄから噴射させることができる。
【０００４】
この測定ヘッドの場合、図１３（ｂ）に示しているように、内周面８０ｂのうち、ノズル口８２ｃ，８２ｄが設けられている部分以外の他の部分８６は、被測定物を案内するガイド孔となっている。このため、例えば、測定ヘッドの長期使用により、このガイド孔が被測定物との摺接により摩耗すると、測定ヘッド全体を新しいものに交換する必要があり、経済的ではない。
【０００５】
そこで、図１４に示しているように、エアの流入口９０ａが形成されているリング状のヘッド本体９０と、このヘッド本体９０の内周側に取り付けられたリング状のノズルリング９１及びガイドリング９２とを備えた測定ヘッドがある（例えば、特許文献１参照）。この場合、ヘッド本体９０とノズルリング９１とガイドリング９２とは、別体であるため、例えば、ガイドリング９２のみを交換することができる。
【０００６】
また、この測定ヘッドでは、ノズルリング９１の内周面が測定用孔９３となり、この測定用孔９３において、エアを噴射するノズル口９４が開口している。また、ガイドリング９２の内周面はガイド用孔９５となっており、このガイド用孔９５は、被測定物の外径よりも僅かに大きく当該被測定物を案内すると共に位置決めを行うことができる。
そして、測定用孔９３はガイド用孔９５よりも半径が僅かに（例えば数十μｍ）大きく、その半径差がノズルクリアランスとして設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３３２３５７号公報（図２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
エアマイクロメータの測定ヘッドでは、ノズル口９４が開口している測定用孔９３と、ガイド用孔９５との径方向についての相対位置は極めて重要であり、この相対位置が変わると、つまり、前記ノズルクリアランスが周方向で不均一であると、測定結果に大きな影響を与える。
そこで、前記特許文献１に記載の測定ヘッドでは、測定用孔９３の中心とガイド用孔９５の中心とが一致するように、ノズルリング９１とガイドリング９２とをヘッド本体９０に取り付ける必要があり、このために、ヘッド本体９０の内周面、ノズルリング９１及びガイドリング９２それぞれの内周面及び外周面の寸法が、所定値に設計されている。
【０００９】
しかし、各部材それぞれについて、設計値と異なる寸法誤差は製造の際に避けることができない。この誤差を考慮すると、前記のように測定用孔９３の中心とガイド用孔９５の中心とを一致させるためには、ノズルリング９１及びガイドリング９２の外周面と、ヘッド本体９０の内周面との間には、ノズルリング９１及びガイドリング９２の位置調整代として隙間を設定する必要がある。そして、この隙間からエアが漏れるのを防ぐために、Ｏリング９６が必要となっている。
【００１０】
しかし、測定用孔９３とガイド用孔９５との半径の差は、数十μｍ程度と極めて小さいことから、前記のように中心を一致させて組み立てる作業は、非常に困難であり、手間を要する。
特に、測定ヘッドの部品を交換する場合、例えばガイド用孔９５の摩耗が進みガイドリング９２を交換する場合、交換後において、再び、測定用孔９３とガイド用孔９５との中心を調整して組み立て、交換前の状態に復元させる必要があるが、その作業は、非常に困難であり、組立誤差が生じてしまう可能性が高い。
【００１１】
また、ノズルリング９１及びガイドリング９２の外周面と、ヘッド本体９０の内周面との間に、隙間が設定されていると、例えば測定作業中にヘッド本体９０に対してノズルリング９１及びガイドリンク９２が位置ずれするおそれがあり、この場合、前記ノズルクリアランスが変わり、測定結果に影響を与えてしまう。
以上のように、ヘッド本体９０とノズルリング９１とガイドリング９２とを別体とすることにより、例えばガイドリング９２のみを交換することができるが、測定ヘッドの部品の交換毎に、及び、測定作業中において、ノズルクリアランスが変わってしまい、高精度な測定ができなくなるという問題点がある。
【００１２】
そこで、本発明は、測定ヘッドを複数の別体の部品により構成しているが、精度の高い測定が可能となるエアマイクロメータの測定ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）本発明のエアマイクロメータの測定ヘッドは、エアの流入口が形成されているリング状の外側部材と、前記外側部材の内周側に取り付けられており、被測定物を取り囲んで案内するガイド面及び前記流入口に流入したエアを前記被測定物に噴射するノズル口が、内周に形成されているリング状の内側部材とを備え、前記内側部材と前記外側部材とは締まり嵌めの状態にあり、前記内側部材は、単一の部材として製造されており、当該単一の部材に、前記ノズル口と前記ガイド面とが形成されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、測定ヘッドを外側部材と内側部材との別体の部品により構成しており、これらを締まり嵌めにより一つの測定ヘッドとすることができる。
そして、これら内側部材と外側部材とは締まり嵌めの状態にあるので、外側部材と内側部材との間に隙間が無い。このため、両部材が組み立てられた状態で、外側部材に対して内側部材は位置ずれしない。さらに、この内側部材は、単一の部材として製造されており、当該単一の部材に、前記ノズル口と前記ガイド面とが形成されているので、ノズル口とガイド面との間の相対位置は変化せず、当該ガイド面によって案内されている被測定物とノズル口との間を、測定のために適切な距離とすることが可能となる。
以上より、測定ヘッドを複数の別体の部品により構成しているが、精度の高い寸法測定が可能となる。
【００１５】
（２）また、前記外側部材と前記内側部材とは、それぞれ熱膨張係数が異なる材質からなるのが好ましい。内側部材と外側部材とは締まり嵌めの状態にあるが、この場合、例えば内側部材と外側部材との熱膨張差を利用して、分解することが可能となる。つまり、内側部材と外側部材とのうちの一方の交換が可能となる。
例えば、外側部材は内側部材よりも熱膨張係数が大きい材質からなる場合、全体を加熱して外側部材を内側部材よりも径外方向へ膨張させることにより、分解が可能となる。これに対して、内側部材は外側部材よりも熱膨張係数が大きい材質からなる場合、全体を冷却して内側部材を外側部材よりも径内方向へ収縮させることにより、分解が可能となる。
【００１６】
（３）また、前記流入口から流入したエアを前記ノズル口側へと流すための内部流路が、前記外側部材と前記内側部材との間に形成されており、前記内部流路は、前記外側部材の内周面に形成されている溝と、前記内側部材の平滑な外周面とによって囲まれた空間により構成されているのが好ましい。
外側部材の交換頻度は、内側部材の交換頻度に比べて低い。そこで、交換頻度が低い部材に、内部流路のための溝加工を施すのが経済的であることから、交換頻度の観点によれば、外側部材の内周面に溝を形成すればよい。
【００１７】
（４）なお、リング状の部材に対して溝を機械加工等により形成する場合、その内周面よりも外周面に形成する方が、作業が容易である。そこで、作業（製造）の容易性の観点では、前記流入口から流入したエアを前記ノズル口側へと流すための内部流路が、前記外側部材と前記内側部材との間に形成されており、前記内部流路は、前記内側部材の外周面に形成されている溝と、前記外側部材の平滑な内周面とによって囲まれた空間により構成されているのが好ましい。
【００１８】
（５）また、前記流入口から流入したエアを前記ノズル口側へと流すための周方向流路が、前記外側部材と前記内側部材との間において周方向に沿って形成されており、前記周方向流路は、前記外側部材と前記内側部材との間において、リング状である前記内側部材の中心線に沿った方向である軸方向について中心位置に形成されているのが好ましい。
上記のとおり、内側部材と外側部材とは締まり嵌めの状態にあることから、内側部材と外側部材との間には応力が作用している。このため、内側部材と外側部材との間に、周方向流路が周方向に沿って形成されており、仮に、この周方向流路が、リング状である内側部材の中心線に沿った方向である軸方向のいずれか一方側に偏って形成されていると、前記応力の分布も軸方向に偏った状態となり、軸方向の一方側と他方側とで径方向寸法に差が生じて測定ヘッドが大きく歪んでしまうおそれがある。
しかし、上記のとおり、周方向流路がリング状である内側部材の中心線に沿った方向である軸方向について中心位置に形成されていることにより、応力の分布を、当該周方向流路を挟んだ軸方向両側で均等となるようにすることができ、高精度が保たれた測定ヘッドとすることが可能となる。
【００１９】
（６）また、前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の測定ヘッドにおいて、前記内側部材の内周に、一対の前記ノズル口を対向した配置で形成することにより、この一対のノズル口によって、被測定物の直径を測定することが可能となる。
【００２０】
（７）また、前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載の測定ヘッドにおいて、前記内側部材の内周には、対向した配置にある一対の前記ノズル口の組みが、複数組み形成されており、前記複数組みに含まれる全ての前記ノズル口は、リング状である前記内側部材の中心線に沿った方向である軸方向について同じ位置で開口している場合、対向した配置にある一対のノズル口からなる組みによって、被測定物の直径を測定することが可能となる。そして、内側部材の内周には、対向する一対のノズル口の組みが、複数組み形成されており、さらに、全てのノズル口が軸方向について同じ位置で開口していることから、被測定物の直径を二箇所で測定することができ、この結果、被測定物の真円度の測定も可能となる。
【００２１】
（８）また、前記（６）又は前記（７）に記載の測定ヘッドにおいて、前記流入口から、対向する一対の前記ノズル口までの間において、前記外側部材及び前記内側部材に形成されているエアが流れる流路には、前記流入口に流入したエアを分岐させる分岐部が含まれ、当該分岐部で分岐した流路を流れたエアが対向する一対の前記ノズル口から噴射されるのが好ましい。
上記のとおり、被測定物の直径を測定するために、一対の対向するノズル口からエアを噴射させるが、前記分岐部を含む流路によれば、測定ヘッドにおいて、この一対の対向するノズル口へとエアを供給するための流入口は一つで済む。このため、エア源側から、一対の対向するノズル口までの流路に着目すると、エア源側から測定ヘッドの流入口までの外部流路は、一つでよく、一対のノズル口用として共通した流路となる。このため、エア源側から、一対のノズル口のうちの一方のノズル口までの流路におけるエアの圧力損失と、当該エア源側から他方のノズル口までの流路におけるエアの圧力損失とを均等にすることができ、一対のノズル口から均等なエアを噴射させることができ、高い測定精度を得ることが可能となる。
【００２２】
（９）また、本発明は、エアの流入口が形成されているリング状の外側部材と、前記外側部材の内周側に取り付けられており、被測定物を取り囲んで案内するガイド面及び前記流入口に流入したエアを前記被測定物に噴射するノズル口が、内周に形成されているリング状の内側部材とを備えたエアマイクロメータの測定ヘッドの、前記内側部材を交換して行われる測定ヘッドの製造方法であって、前記外側部材の内周側に前記内側部材が締まり嵌めされている測定ヘッドの、前記外側部材の熱膨張又は前記内側部材の熱収縮によって、前記内側部材と前記外側部材とを分解する分解工程と、前記ノズル口となる部分と前記ガイド面となる部分とを単一の部材に形成して製造した内側部材を、分解した前記外側部材に、焼き嵌め又は冷やし嵌めにより組み立てる嵌合工程とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、内側部材を新たなものに交換して、上記（１）に記載の測定ヘッドを製造することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のエアマイクロメータの測定ヘッドによれば、測定ヘッドを外側部材と内側部材との別体の部品により構成しているが、外側部材に対して内側部材は位置ずれせず、また、被測定物とノズル口との間を、測定のために適切な距離とすることができ、精度の高い寸法測定が可能となる。
本発明のエアマイクロメータの測定ヘッドの製造方法によれば、上記の測定ヘッドを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】エアマイクロメータの測定ヘッドの実施の一形態を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視の断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視の断面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ矢視の断面図である。
【図５】ノズル端部の拡大図である。
【図６】測定ヘッドの内部流路（第２実施形態）の説明図である。
【図７】測定ヘッドの製造方法を説明する工程図である。
【図８】内側部材を交換して行う測定ヘッドの製造方法を説明する工程図である。
【図９】測定ヘッドの他の実施形態を示す平面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ矢視の断面図である。
【図１１】図９のＥ−Ｅ矢視の断面図である。
【図１２】測定ヘッドのさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図１３】従来の測定ヘッドの断面図である。
【図１４】従来の測定ヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明のエアマイクロメータの測定ヘッドの実施の一形態を示す平面図である。図２は図１のＡ−Ａ矢視の断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ矢視の断面図であり、図４は図２のＣ−Ｃ矢視の断面図である。
この測定ヘッド１は、エア（空気）が流れる外部流路８を介して、エアマイクロメータのエア源（ポンプ）９と接続されており、このエア源９から所定圧力のエアが供給される。外部流路８は、例えば可撓性を有するエア配管である。なお、本実施形態のエアマイクロメータは、作業者が測定ヘッド１を手に持って被測定物Ｗの外径を測定する外径測定用のものである。
【００２６】
測定ヘッド１に供給されたエアは、当該測定ヘッド１の内周に形成されているノズル口３１から被測定物Ｗに対して噴射され、ノズル口３１と被測定物Ｗの外周面Ｗａとの隙間に応じたエアの流量変化又は背圧変化に基づいて、当該被測定物Ｗの外径を測定することができる。なお、各図では、説明を容易とするために、測定ヘッド１の内周面と、被測定物Ｗの外周面Ｗａとの隙間を、実際よりも大きく記載している。
【００２７】
〔測定ヘッドの全体構成について〕
測定ヘッド１は、リング状の外側部材２と、この外側部材２の内周側に取り付けられているリング状の内側部材３とを備えている。
外側部材２は、厚肉の短円筒形状であり、その外周面２０の一部にエアの流入口２１が形成されている。本実施形態では、外側部材２を内外貫通するネジ孔２１ａが形成されており、その外径側の端部が流入口２１となる。そして、このネジ孔２１ａに、前記外部流路８を接続するための継手６が取り付けられている。
ネジ孔２１ａは測定ヘッド１内に形成されている周方向に延びる周方向流路１１と繋がっており、さらに、この周方向流路１１の両端部は、軸方向に延びる軸方向流路１０と繋がっている。前記周方向流路１１及び軸方向流路１０を合わせて、内部流路７という。
【００２８】
内側部材３は、厚肉の短円筒形状であり、その内周に、被測定物Ｗを取り囲んで案内する円周形状のガイド面３０、及び、流入口２１に流入したエアを被測定物Ｗに噴射するノズル口３１が形成されている。内側部材３には、半径方向に貫通しているノズル孔３２が形成されており、その内径側の端部がノズル口３１となる。本実施形態では、ノズル口３１（ノズル孔３２）は２箇所設けられており、測定ヘッド１（外側部材２、内側部材３）の中心Ｃを基準として、１８０度離れて位置している。そして、外側部材２に形成されている軸方向流路１０が、ノズル孔３２に繋がっている。
【００２９】
ノズル口３１は、図３に示しているように、軸方向に関して中心よりも一方側に偏った位置に形成されている。これは、被測定物Ｗの鍔部Ｗｂから特定の軸方向位置（軸方向寸法Ｌの位置）が測定対象位置となるように要求されているためである。なお、ノズル口３１の位置は、被測定物Ｗの測定対象位置に応じて変更自在である。
【００３０】
ガイド面３０は、被測定部Ｗの測定対象位置における外周面Ｗａよりも僅かに（数μｍ）半径が大きく設定された円周面である。図３において、内側部材３の内周面３３のうち、ノズル口３１が形成されている円周領域Ｋ１を挟んで軸方向両側にある円周領域Ｋ２，Ｋ３が、ガイド面３０となる。このガイド面３０に沿って被測定物Ｗが測定ヘッド１に挿入されることで、測定ヘッド１（内側部材３）の中心Ｃに、被測定物Ｗの中心を一致させることができる。
【００３１】
また、図３において、内側部材３の内周面３３において、ノズル口３１それぞれの外周側には、環状の溝３４が形成されており、また、この環状の溝３４と繋がっている軸方向に長い溝３５が形成されている。図１において、両側にある軸方向に長い溝３５は、内側部材３の中心を基準として１８０度回転対称の配置にある。これら溝３４，３５は、ノズル口３１から噴射したエアを、測定ヘッド１の外部へと逃がすためのものである。
また、環状の溝３４が形成されていることにより、ノズル口３１を中心として当該溝３４の底から突出した円筒状のノズル端部３６が形成されている（図５参照）。
【００３２】
図５は、ノズル端部３６の拡大図である。円筒状のノズル端部３６の先端面３６ａ、及び、ガイド面３０それぞれは、内側部材３の中心を基準とする同心円の円曲面から成るが、先端面３６ａにおける半径は、ガイド面３０における半径よりも僅かに大きく設定されている。この半径差Δｒがノズルクリアランスとして設定されている。
【００３３】
以上の構成により、図１において、外側部材２の流入口２１に供給されたエアは、ネジ孔２１ａ、内部流路７（周方向流路１１と軸方向流路１０）、及び、内側部材３のノズル孔３２を流れ、当該ノズル孔３２の内径側端部に形成されているノズル口３１から噴射される。
そして、ノズル口３１から被測定物Ｗの外周面Ｗａに噴射されたエアは、環状の溝３４及び軸方向に長い溝３５を通じて測定ヘッド１の軸方向両側の外部へと抜けることができる。
【００３４】
外側部材２及び内側部材３それぞれは、単一の部材からなる。後にも説明するが、外側部材２は、鋼材の単一のブロックからリング状に切り出されたものであり、また、内側部材３は、焼結によって形成された単一の部材（焼結体）として製造されており、この単一の部材（焼結体）に、ノズル口３１が形成されている部分と、ガイド面３０が形成されている部分とが含まれている（図３参照）。つまり、内側部材３は、ノズル口３１が形成されている第１のリング状の部分Ｂ１と、ガイド面３０が形成されている第２の部分Ｂ２及び第３の部分Ｂ３とを有しているが、これら第１の部分Ｂ１と、第２及び第３の部分Ｂ２，Ｂ３とは、同じ部材から成り、分解不可能である。
なお、前記第１の部分Ｂ１の内周面が、ノズル口３１が形成されている前記円周領域Ｋ１であり、前記第２及び第３の部分Ｂ２，Ｂ３の内周面が、ガイド面３０となる前記円周領域Ｋ２，Ｋ３である。
【００３５】
そして、内側部材３と外側部材２とは締まり嵌めにより組み立てられている。このために、本実施形態では、外側部材２は、内側部材３よりも熱膨張係数が大きい材質からなり、外側部材３を加熱して膨張させることにより、その内周側において、内側部材２の取り付けを可能としている。つまり、焼き嵌めにより、内側部材３と外側部材２とを嵌合させている。
【００３６】
内側部材３の材質は、例えば一般耐摩耗用超硬合金（Ｖ１０，Ｖ２０，Ｖ３０）又はセラミックス（アルミナ、ジルコニア）である。超硬合金の場合、その熱膨張係数は５〜６×１０−６／℃であり、アルミナは８×１０−６／℃であり、ジルコニアは１０．４×１０−６／℃である。
これに対し、外側部材２の材質は、例えばオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０３，ＳＵＳ３０４）又は合金工具鋼（ＳＫＳ３，ＳＫＤ１１）である。ＳＵＳ３０３の場合、その熱膨張係数は１７．２×１０−６／℃であり、ＳＵＳ３０４は１７．３×１０−６／℃であり、ＳＫＳ３は１４×１０−６／℃であり、ＳＫＤ１１は１２．２×１０−６／℃である。このように、外側部材２は、内側部材３よりも熱膨張係数が大きい材質からなる。なお、熱膨張係数の各値は、１〜１００℃の場合である。
【００３７】
なお、内側部材３と外側部材２とを分離させる際、測定ヘッド１を加熱するが、外側部材２のみを高温とするのは困難であり、内側部材３も高温となる。そこで、内側部材３の熱膨張係数をできる限り小さくし、外側部材２の熱膨張係数をできる限り大きくすることで、双方の熱膨張差を大きくするのが好ましい。これにより、内側部材３よりも外側部材２を径外方向に大きく膨張させ、内側部材３と外側部材２とを分離させることが可能となる。
【００３８】
そこで、内側部材３と外側部材２との組み合わせについて特に好ましいのは、内側部材３を超硬合金（Ｖ１０，Ｖ２０，Ｖ３０）とし、外側部材２をステンレス鋼（ＳＵＳ３０３，ＳＵＳ３０４）とする組み合わせである。この場合、外側部材２の熱膨張係数は、内側部材３の熱膨張係数の約３倍（２．８倍〜３．４倍）となる。このため、内側部材３と外側部材２との熱膨張係数の差を大きくすることができ、外側部材２の熱膨張によって内側部材３を比較的容易に組み入れることができ、また、比較的容易に分解することができる。
【００３９】
また、内側部材３は、被測定部材Ｗと接触（摺接）することから、外側部材２よりも硬い材質とするのが好ましく、この点においても、内側部材３を超硬合金又はセラミックスとするのが好ましい。超硬合金の場合、Ｖ１０，Ｖ２０，Ｖ３０それぞれの硬さ（ＨＶ）は、１６００以上、１４５０以上、１３５０以上であり、また、セラミックスの場合、アルミナ、ジルコニアそれぞれの硬さ（ＨＶ）は、１２００〜１６００、１３００である。
【００４０】
以上の構成による測定ヘッド１によれば、内側部材３と外側部材２とは締まり嵌めにより組み立てられているので、測定ヘッド１を分解することが可能であり、また、内側部材３と外側部材２とを再び組み立てることが可能である。つまり、内側部材３と外側部材２とのうちの一方の交換が可能となる。
【００４１】
〔測定ヘッドの内部流路について（第１実施形態）〕
測定ヘッド１内に形成されている前記内部流路７について説明する。内部流路７を構成する前記周方向流路１１及び前記軸方向流路１０は、流入口２１から流入したエアをノズル口３１側（ノズル孔３２）へと流すための流路である。周方向流路１１は、外側部材２と内側部材３との間において周方向に沿って長く形成されている。軸方向流路１０は、外側部材２と内側部材３との間において軸方向に沿って長く形成されている。
【００４２】
そして、本実施形態では、図４に示しているように、周方向流路１１は、外側部材２の内周面２２に形成されている周方向溝（周方向凹溝）２３と、内側部材３の平滑な外周面３７とによって囲まれた空間により構成されている。そして、図２に示しているように、軸方向流路１０も、外側部材２の内周面２２に形成されている軸方向溝（軸方向凹溝）２４と、内側部材３の平滑な外周面３７とによって囲まれた空間により構成されている。つまり、周方向流路１１及び軸方向流路１０を得るために、内側部材３の外周面３７は、平滑な面であればよく、溝の加工は不要である。
【００４３】
測定ヘッド１では、被測定物Ｗが、内側部材３の内周面３３に摺接することから、長期使用していると、当該内周面３３が摩耗する。つまり、上記のとおり、前記測定ヘッド１によれば、内側部材３と外側部材２とのうちの一方の交換が可能となるが、外側部材２の交換頻度は、内側部材３の交換頻度に比べて低い。
そこで、交換頻度が低い部材に、周方向流路１１及び軸方向流路１０のための溝加工を施すのが経済的であるので、部品の交換頻度の観点によれば、上記説明したように、外側部材２の内周面３３に、周方向溝２３及び軸方向溝２４を形成すればよい。
【００４４】
〔測定ヘッドの内部流路について（第２実施形態）〕
内部流路７を測定ヘッド１内に形成するために、図６に示しているように、周方向溝３８及び軸方向溝３９を、内側部材３に形成してもよい。
すなわち、周方向流路１１は、内側部材３の外周面３７に形成されている周方向溝（周方向凹溝）３８と、外側部材２の平滑な内周面２２とによって囲まれた空間により構成されている。そして、軸方向流路１０も、内側部材３の外周面３７に形成されている軸方向溝（軸方向凹溝）３９と、外側部材２の平滑な内周面２２とによって囲まれた空間により構成されている。
【００４５】
この第２の実施形態によれば、内側部材３の外周面３７に対して、周方向溝３８及び軸方向溝３９を形成すればよく、また、外側部材２の内周面２２は、平滑な面であればよく、溝の加工は不要である。つまり、リング状の部材に対して機械加工等により溝を形成する場合、その内周面よりも外周面に形成する方が、作業が容易であり、この作業性の観点によれば、第２実施形態とするのが好ましい。
【００４６】
また、前記第１の実施形態及び前記第２の実施形態の双方において、図２と図３とに示しているように、ノズル口３１は、測定ヘッド１の軸方向位置に関して、一方側に偏って形成されているにもかかわらず、周方向流路１１は、外側部材２と内側部材３との間において、軸方向の中心位置に形成されている。そして、ノズル口３１を有するノズル孔３２と周方向流路１１とを、軸方向流路１０によって繋いでいる。
【００４７】
これは、測定ヘッド１を歪の少ない形状とするためである。すなわち、上記のとおり、内側部材３と外側部材２とは締まり嵌めにより組み立てられていることから、内側部材３と外側部材２との間には常に応力が作用している状態にある。このため、内側部材３と外側部材２との間に、比較的大きな周方向流路１１が周方向に沿って形成されているが、仮に、この周方向流路が、ノズル孔３２と同様に（ノズル孔３２と一致する位置に）軸方向の一方側に偏って形成されていると、前記応力の分布も軸方向に偏った状態となり、一方側と他方側とで径方向寸法に差が生じて測定ヘッド１が大きく歪んでしまうおそれがある。
しかし、上記のとおり、周方向流路１１が、軸方向の中心位置に形成されていることにより、応力の分布を、当該周方向流路１１を挟んだ軸方向両側で均等となるようにすることができ、高精度が保たれた測定ヘッド１とすることが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態に係る測定ヘッド１によれば、内側部材３の内周には、対向した配置にある一対のノズル口３１が形成されているので、これら一対のノズル口３１によって、被測定物Ｗの直径を、一箇所について、測定することが可能となる。
【００４９】
〔測定ヘッドの製造方法について〕
図７は、前記測定ヘッドの製造方法を説明する工程図である。この製造方法には、内側部材製造工程、外側部材製造工程、及び、嵌合工程が含まれている。そして、最後に仕上げ工程が含まれている。以下、各工程について説明する。
【００５０】
前記内側部材製造工程は、内側部材３を得るための工程であり、この工程は、以下の順で行われる。
内側部材３は、超硬合金（又はセラミックス）から成るため、粉末の材料を金型に充填し、リング状に焼結する（工程Ｓ１）。そして、リング状の焼結体を所定の寸法に加工する（工程Ｓ２）。この加工は、例えば研削によって所定の軸方向長さ（幅）に成形し、また、放電加工によって内周面及び外周面を所定寸法に成形する。これにより、内側部材３の内周に、前記ガイド面３０となる部分が形成される。
【００５１】
そして、型彫り放電加工によってノズル孔３２のための下孔を形成する（工程Ｓ３）。続いて、研削によって外周面の仕上げ加工を行い（工程Ｓ４）、前記下孔に基づいてノズル孔３２の仕上げ加工を、ワイヤーカット放電加工により行い（工程Ｓ５）、内側部材３の内周にノズル口３１が形成される。
以上により、ノズル口３１となる部分と、ガイド面３０となる部分とが、単一の部材である焼結体に形成され、内側部材３が得られる。
【００５２】
前記外側部材製造工程は、前記内側部材３とは別体として外側部材２を製造する工程であり、この工程は、以下の順で行われる。
ステンレス鋼（又は合金工具鋼）からなる材料を所定の大きさに切断し（工程Ｓ１１）、切断された材料の外周を切削して外側部材２の外周面を形成し（工程Ｓ１２）、当該材料の内周側を切削して外側部材２の内周面を形成する（工程Ｓ１３）。工程Ｓ１２と工程Ｓ１３とには旋盤が用いられる。そして、外側部材２の内周面について仕上げ研磨を行ってもよい。
【００５３】
図４に示している測定ヘッド１の場合、前記内部流路７を構成するための周方向溝２３が、旋削により形成される（工程Ｓ１４）。
そして、外周面の一部に対してフライスカッターにより平面カットが施され、継手６用のネジ穴２１ａが形成され、さらに、前記内部流路７を構成するための軸方向溝２４が、型彫り放電加工によって形成される（工程Ｓ１５）。
以上により、外側部材２が得られる。
【００５４】
前記嵌合工程は、内側部材製造工程により得られた内側部材３を、外側部材製造工程により得られた外側部材２の内周側に取り付ける工程である。組み立て後、内側部材３と外側部材２との間は締まり嵌めの状態となるが、その組み立て方法として、圧入による組み立てであってもよいが、本実施形態では、焼き嵌めによる（工程３１）。
なお、本実施形態では、外側部材２の方が内側部材３よりも熱膨張係数が大きいため、焼き嵌めとしているが、これとは反対に、内側部材３の方が外側部材２よりも、熱膨張係数（熱収縮率）が大きい場合、冷やし嵌めとすればよい。
【００５５】
嵌合後、締まり嵌めの状態とするために、嵌合前の状態において、外側部材２の内径は、内側部材３の外径よりも僅かに小さく製造されている。そして、外側部材２を電気炉等で加熱し、外周面及び内周面が径外方向に拡大するように膨張させる。特に、外側部材２の外径が内側部材３の外径よりも大きくなるように膨張させ、この膨張状態で、内側部材３を外側部材２の内周に挿入する。そして、外側部材２の温度が低下すると収縮し、外側部材２と内側部材３との間で、締まり嵌めの状態が得られる。
【００５６】
前記仕上げ工程は、複数の工程を含む。すなわち、外側部材２と内側部材３とを嵌合させた測定ヘッド１（内側部材）の内周側を、研削によって仕上げ加工する（工程Ｓ４１）。そして、内側部材３の内周面３３に対して、ワイヤーカット放電加工を行い、軸方向に長い溝３５（図３参照）を形成する（工程Ｓ４２）。さらに、内側部材３の内周面３３に対して、型彫り放電加工を行い、環状の溝３４（図３参照）を形成し、さらに、ノズル先端３６（図５参照）の先端面３６ａを所定の半径に形成する（工程Ｓ４３）。その後、内側部材３の内周面３３に対してラップ加工を施す（工程Ｓ４４）。そして、外側部材２に形成されている前記ネジ孔２１ａに継手６を取り付ける（図１参照）。
以上により、測定ヘッド１が得られる。
【００５７】
〔測定ヘッドの部品交換を伴う製造方法について〕
上記の測定ヘッドの製造方法（図７）は、外側部材２及び内側部材３の双方を新規に製造してこれらを組み立て、測定ヘッド１とする場合である。
ここで、本発明の測定ヘッド１は、上記のとおり外側部材２と内側部材３とのうちの一方が交換可能であることから、以下において、内側部材３を交換して行われる測定ヘッド１の製造方法について説明する。
【００５８】
図８は、内側部材３を交換して行う測定ヘッドの製造方法を説明する工程図である。この製造方法には、分解工程、嵌合工程が含まれている。また、この製造方法には、内側部材を得るための内側部材製造工程と、最後の仕上げ工程とが含まれており、分解工程の後に、嵌合工程、そして、仕上げ工程が続く。なお、内側部材製造工程は、嵌合工程の前に行われている。以下、各工程について説明する。
【００５９】
前記分解工程は、外側部材２の内周側に内側部材３が締まり嵌めされている測定ヘッド１を電気炉等で加熱し（工程Ｓ５１）、外側部材２を熱膨張させることによって、内側部材３と外側部材２とを分解する。これは、外側部材２の方が内側部材３よりも、熱膨張係数が大きいため、双方が同じように温度上昇しても、外側部材２の方がより大きく径外方向へ膨張し、この膨張した外側部材２から内側部材３を押し出す（工程Ｓ５２）ことで実現可能とされる。これにより、内側部材３を取り外した外側部材２が得られる（工程Ｓ５３）。
なお、これとは反対に、内側部材３の方が外側部材２よりも、熱膨張係数（熱収縮率）が大きい場合、測定ヘッド１を冷却し、内側部材３を熱収縮させることによって、内側部材３と外側部材２とを分解してもよい。
【００６０】
前記嵌合工程は、前記ノズル口３１となる部分と、前記ガイド面３０となる部分とを単一の部材（焼結体）に形成して製造した内側部材３を、分解した前記外側部材２に、焼き嵌めにより組み立てる（工程Ｓ６１）。なお、ここで用いられる前記内側部材３は、前記分解工程で分離したものではなく、新規に製造されたものであり、この内側部材３は、図７に示した前記内側部材製造工程（Ｓ１〜Ｓ５）と同様の製法により得られたものである。
【００６１】
嵌合工程において、焼き嵌めとするために、嵌合前の状態において、分解して得た外側部材２の内径は、新規に製造した内側部材３の外径よりも僅かに小さい。そこで、外側部材２を電気炉等で加熱し、外周面及び内周面が径外方向に拡大するように膨張させる。特に、外側部材２の内径が内側部材３の外径よりも大きくなるように膨張させ、この膨張状態で、内側部材３を外側部材２の内周に挿入する。そして、外側部材２の温度が低下すると収縮し、外側部材２と内側部材３との間で、締まり嵌めの状態が得られる。
【００６２】
なお、本実施形態では、外側部材２の方が内側部材３よりも、熱膨張係数が大きいため、焼き嵌めとしているが、これとは反対に、内側部材３の方が外側部材２よりも、熱膨張係数（熱収縮率）が大きい場合、冷やし嵌めとすればよい。
【００６３】
前記仕上げ工程は、図７に示した前記仕上げ工程（Ｓ４１〜Ｓ４５）と同様であり、この仕上げ工程が実行されることにより、内側部材３の交換が完了し、新たな内側部材３を有している測定ヘッド１が製造される。
【００６４】
〔測定ヘッド及びその製造方法について〕
以上のように前記各実施形態に係る測定ヘッド１、及び、その製造方法によって得られる測定ヘッド１によれば、図１を参考に説明すると、外側部材２と内側部材３とは締まり嵌めにより組み立てられているので、外側部材２と内側部材３との間に取り付け又は取り外しのための隙間が無い。このため、両部材２，３を組み立てた状態で、外側部材２に対して内側部材３は位置ずれしない。さらに、この内側部材３は、単一の焼結体として製造されており、当該単一の焼結体に、ノズル口３１が形成されている部分と、ガイド面３０が形成されている部分とが含まれている。つまり、この内側部材３において、ノズル口３１が形成されている部分と、ガイド面３０が形成されている部分とは、同一の焼結体から成り分解不可能である。
【００６５】
このため、内側部材３と外側部材２との分解後、再度、組み立てが行われても、分解前の状態と比べて、ノズル口３１とガイド面３０との間の径方向の相対位置は変化せず、当該ガイド面３０によって案内されている被測定物Ｗと、ノズル口３１との間を、測定のために適切な距離とすることが可能となる。つまり、ガイド面３０とノズル口３１（先端面３６ａ）との半径差Δｒ（図５）となるノズルクリアランスは、変化しない。以上より、内側部材３の交換が可能でありながら、交換後においても、精度の高い寸法測定が可能となる。
【００６６】
また、図１３の従来の測定ヘッドの場合、栓部材８３によって孔８１ａ〜８１ｅを塞いでいるが、隙間が生じやすく、エアが漏れ、高精度な測定が不可能となる。しかし、前記各実施形態に係る測定ヘッド１によれば、外側部材２と内側部材３とは締まり嵌めにより組み立てられているので、これら部材２，３の合わせ面は、締め代を有して密着しているので、気密性が確保されており、エアが漏れることがない。さらに、外側部材２と内側部材３との合わせ面において気密性が確保されていることから、従来の図１４に示しているようなＯリング９６が不要となる。
【００６７】
また、前記各実施形態では、内部流路７が、外側部材２と内側部材３との間に形成されていることから、溝の形成によって内部流路７を構成することができ、図１３の従来の測定ヘッドのように、内部流路を形成するために複雑な孔を複数形成する必要がない。
【００６８】
図１３の従来の測定ヘッドの場合、全体を焼入鋼等により形成し、熱処理を行い、内周面の硬度を高めていた。しかし、前記各実施形態に係る測定ヘッドによれば、内側部材３を超硬合金又はセラミックスとすることにより、従来必要であって熱処理は不要となり、製造時間の短縮化が図れる。そして、熱処理が不要のため、熱による歪の発生が無く、寸法精度の高い測定ヘッド１が得られる。また、内側部材３を硬い材質とすることにより、長寿命化が図れる。
さらに、前記各実施形態では、外側部材２の材質を、ステンレス鋼又は合金工具鋼としたが、これ以外であってもよく、好ましくは、ステンレス鋼の熱膨張係数と同等乃至それ以上の熱膨張係数を有する材質とすればよい。
【００６９】
前記各実施形態では、周方向流路１１は、約半周の流路として説明したが、１周であってもよく、変更自在である。また、１つの流入口２１から分岐して２つのノズル口３１からエアを噴射させる構成を説明したが、これ以外であってもよく、図示しないが、例えば、２つの流入口を外側部材に形成し、これら流入口それぞれが１つのノズル口へと繋がる構成であってもよい。
しかし、前記実施形態のように、１つの流入口２１から分岐して２つのノズル口３１からエアを噴射させる構成の方が、ノズル口３１それぞれから噴射されるエアの流量が均等となり、測定精度を高めることができる。つまり、２つの流入口を設けた場合、それぞれに接続される継手及び外部流路による損失の差が生じ、ノズル口それぞれから噴射されるエアの流量が均等とならない場合がある。なお、この点については、図９の実施例により、図１２を参照して、後に説明する。
【００７０】
前記各実施形態において説明した測定ヘッド１は、ノズル口３１が２箇所に設けられている場合を説明したが、後に、他の実施形態として説明するように、ノズル口３１は４箇所に設けられていてもよく、その数は変更自在である。なお、この場合、ノズル口３１は等間隔に設置される。
また、作業者が測定ヘッド１を手に持って被測定物Ｗの外径を測定する場合として説明したが、測定装置の一部に前記測定ヘッド１が組み込まれて固定状態で使用するものであってもよい。
【００７１】
〔他の実施形態に係る測定ヘッドについて〕
図９は、測定ヘッド５１の他の実施形態を示す平面図である。図１０は図９のＤ−Ｄ矢視の断面図であり、図１１は図９のＥ−Ｅ矢視の断面図である。
本実施形態の測定ヘッド５１は、前記実施形態（図１）と同様に、エアの流入口２１−１，２１−２が形成されているリング状の外側部材５２と、この外側部材５２の内周側に取り付けられているリング状の内側部材５３とを備えている。内側部材５３の内周には、被測定物Ｗを取り囲んで案内するガイド面３０、及び、流入口２１−１，２１−２に流入したエアを被測定物Ｗに噴射するノズル口３１−１〜３１−４が形成されている。そして、内側部材５３と外側部材５２とは締まり嵌めの状態にある。さらに、内側部材５３は、単一の部材として製造されており、この単一の部材に、ノズル口３１−１〜３１−４とガイド面３０とが形成されている。また、使用される材質も同様である。
【００７２】
前記実施形態（図１）と比べて、本実施形態の測定ヘッド５１が異なる点は、外側部材５２の外周に形成されている流入口、及び、内側部材５３の内周に形成されているノズル口の数であり、図９に示す実施形態では、２つの流入口２１−１，２１−２が形成されており、４つのノズル口３１−１〜３１−４が形成されている。
ここで、２つの流入口を、第１流入口２１−１及び第２流入口２１−２とする。そして、４つのノズル口を、第１ノズル口３１−１、第２ノズル口３１−２、第３ノズル口３１−３及び第４ノズル口３１−４とする。
さらに、外側部材５２と内側部材５３とからなる本体部５４内に形成されている内部流路の構成も異なる。本実施形態では、第１内部流路５７−１と第２内部流路５７−２とが本体部５４に形成されている。
【００７３】
第１ノズル口３１−１と第２ノズル口３１−２とは、測定ヘッド５１（外側部材５２、内側部材５３）の中心Ｃを基準として、１８０度離れて位置している。つまり、一対の第１ノズル口３１−１と第２ノズル口３１−２とは、対向した配置にある。
第３ノズル口３１−３と第４ノズル口３１−４とは、測定ヘッド５１（外側部材５２、内側部材５３）の中心Ｃを基準として、１８０度離れて位置している。つまり、一対の第３ノズル口３１−３と第４ノズル口３１−４とは、対向した配置にある。
そして、これらノズル口３１−１〜３１−４は、周方向について等間隔（９０度間隔）で配置されている。
【００７４】
この測定ヘッド５１は、エア（空気）が流れる外部流路を介して、エアマイクロメータのエア源（ポンプ）９と接続されており、このエア源９から所定圧力のエアが供給される。外部流路は、エア源９と接続されている主外部流路８ａと、この主外部流路８ａから分岐した二つの枝外部流路８ｂ−１，８ｂ−２とを有している。一方の枝外部流路８ｂ−１が第１流入口２１−１と接続され、他方の枝外部流路８ｂ−２が第２流入口２１−２と接続されている。
【００７５】
外側部材５２には、二つのネジ孔２１ａが形成されている。
一方のネジ孔２１ａの外径側に第１流入口２１−１が設けられており、前記実施形態（図４）と同様に、このネジ孔２１ａは、周方向に延びる第１周方向流路６１−１と繋がっており、さらに、この周方向流路６１−１の両端部は、軸方向に延びる軸方向流路６０−１，６０−２と繋がっている。前記第１内部流路５７−１は、これら周方向流路６１−１及び軸方向流路６０−１，６０−２からなる。そして、一方の軸方向流路６０−１と、内側部材５３に形成されている一つのノズル孔３２とが連結され、このノズル孔３２の内径側の端部が第１ノズル口３１−１となる。また、他方の軸方向流路６０−２と、内側部材５３に形成されている他のノズル孔３２とが連結され、このノズル孔３２の内径側の端部が第２ノズル口３１−２となる。
【００７６】
このように、第１流入口２１−１から、対向する一対のノズル口３１−１，３１−２までの間において、外側部材５２及び内側部材５３に形成されているエアが流れる流路には、第１流入口２１−１に流入したエアを分岐させる分岐部５５ａが含まれている。そして、この分岐部５５ａで分岐した後の流路を流れたエアが、ノズル口３１−１，３１−２から噴射される。
なお、分岐部５５ａから第１ノズル口３１−１までの流路と、分岐部５５ａから第２ノズル口３１−２までの流路とは、分岐部５５ａの分岐中心及び測定ヘッド５１の中心線を含む面に対して対称形であり、圧力損失は同じであることから、分岐してノズル口３１−１，３１−２それぞれから噴射されるエアの流速（圧力）は、同じとなる。
【００７７】
他方のネジ孔２１ａの外径側に第２流入口２１−２が設けられており、前記実施形態（図４）と同様に、このネジ孔２１ａは、周方向に延びる第２周方向流路６１−２と繋がっており、さらに、この周方向流路６１−２の両端部は、軸方向に延びる軸方向流路６０−３，６０−４と繋がっている。前記第２内部流路５７−２は、これら周方向流路６１−２及び軸方向流路６０−３，６０−４からなる。そして、一方の軸方向流路６０−３と、内側部材５３に形成されている一つのノズル孔３２とが連結され、このノズル孔３２の内径側の端部が第３ノズル口３１−３となる。また、他方の軸方向流路６０−４と、内側部材５３に形成されている他のノズル孔３２とが連結され、このノズル孔３２の内径側の端部が第４ノズル口３１−４となる。
【００７８】
このように、第２流入口２１−２から、対向する一対のノズル口３１−３，３１−４までの間において、外側部材５２及び内側部材５３に形成されているエアが流れる流路には、第２流入口２１−２に流入したエアを分岐させる分岐部５５ｂが含まれている。そして、この分岐部５５ｂで分岐した後の流路を流れたエアが、ノズル口３１−３，３１−４から噴射される。
なお、分岐部５５ｂから第３ノズル口３１−３までの流路と、分岐部５５ｂから第４ノズル口３１−４までの流路とは、分岐部５５ｂの分岐中心及び測定ヘッド５１の中心線を含む面に対して対称形であり、圧力損失は同じであることから、分岐してノズル口３１−３，３１−４それぞれから噴射されるエアの流速（圧力）は、同じとなる。
【００７９】
以上より、対向した配置にある一対のノズル口を一組の対向ノズル部とすると、本実施形態では、内側部材５３の内周には、二組の対向ノズル部が形成されている。そして、これら二組の対向ノズル部に含まれる全てのノズル口３１−１〜３１−４は、軸方向について同じ位置で開口している。本実施形態では、ノズル口３１−１〜３１−４は、全て、本体部５４の軸方向に関して中心の位置（軸方向中央位置）に配置されている。
【００８０】
なお、内側部材５３と外側部材５２とは締まり嵌めにより組み立てられていることから、内側部材５３と外側部材５２との間には常に応力が作用している状態にある。このため、内側部材５３と外側部材５２との間に、比較的大きなネジ穴２１ａ及び周方向流路６１−１，６１−２が周方向に沿って形成されているが、仮に、これら周方向流路６１−１，６１−２が、軸方向の一方側にのみ偏って形成されていると、前記応力の分布も軸方向に偏った状態となり、一方側と他方側とで径方向寸法に差が生じて測定ヘッド１が大きく歪んでしまうおそれがある。
しかし、本実施形態では、第１内部流路５７−１側のネジ穴２１ａ及び周方向流路６１−１と、第２内部流路５７−２側のネジ穴２１ａ及び周方向流路６１−２とは、軸方向両側に離れて形成されており、軸方向についての中心を通る横断面を基準として、対称に配置されている。このため、応力の分布を、軸方向両側で均等となるようにすることができ、高精度が保たれた測定ヘッド５１とすることが可能となる。
【００８１】
また、図１及び図５により説明した測定ヘッド１における、ガイド面３０、ノズル端部３６の先端面３６ａ、環状の溝３４、軸方向に長い溝３５などの構成は、図９に示している測定ヘッド５１においても、同様に、適用されている。
また、図９では、図１の場合と同様に、第１内部流路５７−１（及び第２内部流路５７−２）に関して、周方向流路６１−１（６１−２）は、外側部材５２の内周面に形成されている周方向溝（周方向凹溝）と、内側部材５３の平滑な外周面とによって囲まれた空間により構成されており、また、軸方向流路６０−１，６０−２（６０−３，６０−４）も、外側部材５２の内周面に形成されている軸方向溝（軸方向凹溝）と、内側部材５３の平滑な外周面とによって囲まれた空間により構成されているが、図６により説明したのと同様に、溝が形成される部材を、内側部材５１としてもよい。
【００８２】
さらに、図９に示している測定ヘッド５１の製造方法、及び、この測定ヘッド５１の部品交換を伴う製造方法については、図１に示している測定ヘッド１の場合と同様であり、ここでは、その説明を省略する。
【００８３】
以上、図９に示す実施形態に係る測定ヘッド５１によれば、対向した配置にある一対のノズル口３１−１，３１−２からなる組み、及び、対向した配置にある一対のノズル口３１−３，３１−４からなる組みによって、被測定物Ｗの直径を、二箇所において測定することが可能となる。つまり、本実施形態の測定ヘッド５１は、直径の測定を行うためのエアの流路を、二系統備えている。なお、図１の測定ヘッド１は、直径の測定を行うためのエアの流路を、一系統備えている。
そして、このような対向する一対のノズル口の組みが、二組形成されており、さらに、全てのノズル口３１−１〜３１−４が軸方向について同じ位置で開口していることから、被測定物Ｗの直径を、同じ断面の二箇所で測定することができ、この結果、被測定物Ｗの真円度の測定も可能となる。
【００８４】
また、測定ヘッド５１の第１内部流路５７−１を含む、エア源９から第１と第２のノズル口３１−１，３１−２までのエアの流路に着目して説明すると、上記のとおり、第１流入口２１−１から、これらノズル口３１−１，３１−２までの間において、エアが流れる流路には、エアを分岐させる分岐部５５ａが含まれている。このため、これらノズル口３１−１，３１−２からエアを噴射させ、被測定物Ｗの直径を測定するために、ノズル口３１−１，３１−２へとエアを供給するための流入口は一つで済む（第１流入口２１−１）。このため、エア源９側から測定ヘッド５１の第１流入口２１−１までの外部流路（８ａ，８ｂ−１）は、一つでよく、ノズル口３１−１用とノズル口３１−２用とで、共通した流路でよい。
【００８５】
これに対して、図１２に示すように、仮に、測定ヘッド１５１に、第１ノズル口１３１−１のために一つの流入口１２１−１を設け、第２ノズル口１３１−２のために別の流入口１２１−２を設け、これら流入口１２１−１，１２１−２それぞれと、エア源９とを、配管で接続するためには、流入口１２１−１に接続する第１配管１０８と、流入口１２１−２に接続する第２の配管１０９とを用いる必要がある。
この場合、第１配管１０８と、第２配管１０９とでエアの圧力損失が異なると、第１ノズル口１３１−１から噴射されるエアの流速と、第２ノズル口１３１−２から噴射されるエアの流速とが異なってしまう。この圧力損失は、配管１０８，１０９及びこれに含まれる継手等の影響を大きく受けることから、図１２に示すように、外部流路が第１配管１０８と第２配管１０９との二つになると、一対の対向するノズル口１３１−１，１３１−２から噴射させるエアによって行われる被測定物Ｗの直径の測定精度が、低くなるおそれがある。
【００８６】
しかし、本実施形態によれば、図９に示すように、エア源９側から測定ヘッド５１の第１流入口２１−１までの外部流路（８ａ，８ｂ−１）は、ノズル口３１−１用とノズル口３１−２用とで、共通した一つの流路であることから、エア源９側から第１ノズル口３１−１までの流路におけるエアの圧力損失と、このエア源９側から第２ノズル口３１−２までの流路におけるエアの圧力損失とを均等にすることができ、一対のノズル口３１−１，３１−２から均等なエアを噴射させることができる。この結果、これらノズル口３１−１，３１−２から噴射させるエアによって行われる被測定物Ｗの直径の測定精度を高めることが可能となる。
なお、この測定精度に関する説明は、第２内部流路５７−２を含む、エア源９から第３と第４のノズル口３１−３，３１−４までのエアの流路に関しても、同様であり、ノズル口３１−３，３１−４から噴射させるエアによって行われる被測定物Ｗの直径の測定精度を高めることが可能となる。
さらに、この測定精度に関する説明は、図１に示した測定ヘッド１においても同様であり、ノズル口３１から噴射させるエアによって行われる被測定物Ｗの直径の測定精度を高めることが可能となる。
【００８７】
なお、図示しないが、図９に示している測定ヘッド５１を、軸方向に複数個（例えば２個）重ねて配置してもよく、この場合、円柱形である被測定物Ｗに対して、軸方向で異なる測定部分の直径の測定が同時に可能となり、被測定物Ｗの円筒度の測定も可能となる。
【００８８】
また、本発明の測定ヘッドは、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。
なお、図１、図９では図示していないが、外部流路の途中には、圧力計（流量計）などの計器が接続されており、この計器の計測値（背圧、流量）に基づいて、被測定物Ｗの寸法の測定が行われる。
【符号の説明】
【００８９】
１：測定ヘッド    ２：外側部材    ３：内側部材    ７：内部流路    １０：軸方向流路    １１：周方向流路    ２１：流入口    ２２：内周面    ２３：周方向溝    ２４：軸方向溝    ３０：ガイド面    ３１：ノズル口    ３７：外周面    ３８：周方向溝    ３９：軸方向溝    ５１：測定ヘッド    ５２：外側部材    ５３：内側部材    ５５ａ，５５ｂ：分岐部    ３１−１〜３１−４：ノズル口    ２１−１，２１−２：流入口    ５７−１：第１の内部流路    ５７−２：第２の内部流路    Ｗ：被測定物
【図１】
0005409746.tif 000002
【図２】
0005409746.tif 000003
【図３】
0005409746.tif 000004
【図４】
0005409746.tif 000005
【図５】
0005409746.tif 000006
【図６】
0005409746.tif 000007
【図７】
0005409746.tif 000008
【図８】
0005409746.tif 000009
【図９】
0005409746.tif 000010
【図１０】
0005409746.tif 000011
【図１１】
0005409746.tif 000012
【図１２】
0005409746.tif 000013
【図１３】
0005409746.tif 000014
【図１４】
0005409746.tif 000015